Yüksek teknolojinin “nadir” ihtiyaçları

Akıllı telefonlardan elektrikli araçlara, rüzgar türbinlerinden savunma sanayiine kadar pek çok alanda kullanılan nadir toprak elementleri (NTE) günümüz teknolojisinin temel ihtiyaçları arasında yer alıyor. Güçlü mıknatıslar, bataryalar ya da elektronik sistemlerde kullanılan bu elementler, özellikle yeşil enerji dönüşümü ve dijitalleşmeyle birlikte küresel ölçekte daha fazla dikkat çekiyor.

Bu durum, Türkiye’nin sahip olduğu potansiyeli de gündeme taşıyor. Nitekim Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı Alparslan Bayraktar’ın, “Nadir toprak elementleri konusunda biz ülke olarak dünyanın ilk beş ülkesi arasına gireceğiz” açıklaması, bu alana yönelik hedefleri ortaya koyuyor. Türkiye’nin nadir toprak elementleri konusundaki potansiyelini İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. İlgin Kurşun ile konuştuk.

Türkiye’nin en yüksek NTE rezervine sahip cevher yatağı bastnazit, florit ve barit minerallerinin cevher bünyesinde bulunduğu Eskişehir-Kızılcaören sahasıdır.

İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. İlgin Kurşun

[Fotoğraf: AA]

Nadir toprak elementleri adındaki “nadir” tanımı, çoğu zaman yanlış anlaşılıyor. Prof. Dr. İlgin Kurşun, bu ifadenin bollukla ilgili olmadığını vurguluyor:

“Nadir toprak elementlerinin ‘nadir’ (rare) olarak isimlendirmesinin temel nedeni bu elementlerin clark sayısı ile ifade edilen yer kabuğundaki bolluk miktarlarının azlığı değil, oluşum süreçleri itibariyle cevher bünyesinde bulunan NTE’lerin oldukça kompleks yapıda ve bu neden zorlu işlem koşullarının gerekliliğinin yanında ekonomik olarak işletilebilir konsantrasyonlarda bir araya geldikleri yatakların sınırlı olmasındandır.”

[Fotoğraf: AA]

Nadir toprak elementlerinin kimyasal açıdan birbirine çok benzemesi, beraberinde birtakım problemleri de getiriyor. Prof. Dr. Kurşun, “Ancak NTE’lerin göstermiş olduğu benzer kimyasal özelliklerinden dolayı bu elementlerin birbirlerinden ayrıştırılmalarının teknik olarak zorluğu günümüzde bu elementlerin işletilmesi hususunda önemli zorlukların başında geldiği bilinmektedir” diyor.

Nadir toprak elementleri, özellikle ileri teknoloji ürünlerde vazgeçilmez kabul ediliyor. Prof. Dr. Kurşun, bu elementlerin neden stratejik bir girdi olarak görüldüğünü şöyle anlatıyor:

“Nadir toprak elementleri (özellikle Nd, Pr, Dy, Tb gibi lantanitler ile Y ve Sc) yüksek performanslı teknolojik uç ürünlerin üretimi, yeşil enerji dönüşümü ve dijitalleşme odaklı teknolojilere yönelik küresel ilginin hızla artması ve ikamesi olmaması sebebiyle kritik-stratejik hammade olarak tanımlanmış olup, günümüz endüstrilerinin en önemli girdi hammaddelerinden birisi olarak kabul ediliyor.”

NTE’lerin geniş bir kullanım alanı var. Ancak özellikle savunma sanayii, elektrikli araçlar ve rüzgar enerjisi gibi elektromekanik sistemlerde yoğun olarak kullanılıyor.

[Fotoğraf: AA]

Dünya genelinde nadir toprak elementleri rezervleri ağırlıklı olarak Çin, Vietnam, Brezilya, Hindistan, Avustralya ve Rusya’da bulunuyor. Yaklaşık 120 milyon ton civarındaki küresel rezervlerin yüzde 35’ine sahip olan Çin, aynı zamanda üretim ve ihracatta da ilk sırada yer alıyor. Dünya tüvenan nadir toprak elementleri üretiminin yaklaşık yüzde 70’i de Çin tarafından gerçekleştiriliyor.

Türkiye’de nadir toprak elementlerine yönelik çalışmalar ise ilk defa 1950’li yılların sonlarında Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü tarafından başladı. Bu süreçte farklı bölgelerde dikkat çekici cevherleşmeler tespit edildi.

Peki Türkiye’nin hangi bölgeleri nadir toprak elementleri açısından şanslı? Türkiye’nin bilinen en önemli nadir toprak elementleri sahalarından biri Eskişehir-Kızılcaören bölgesi. Prof. Dr. Kurşun, bu yatağın yapısına dikkat çekerek, “Türkiye’nin en yüksek NTE rezervine sahip cevher yatağı bastnazit, florit ve barit minerallerinin cevher bünyesinde bulunduğu Eskişehir-Kızılcaören sahasıdır” açıklamasını yapıyor.

Kızılcaören sahasında seryum, lantan ve neodimyum nadir toprak oksitleri bulunuyor. Bölgede pilot tesis ölçekli üretim çalışmaları sürerken ilk aşamada lantan, seryum, parasemedyum ve neodimyum elementlerinin üretimi hedefleniyor.

Prof. Dr. Kurşun, farklı bölgelerdeki potansiyele de işaret ederek şöyle devam ediyor:

“Ülkemizde potansiyel teşkil eden önemli NTE yataklarından biri Isparta-Çanaklı'da. Malatya-Kuluncak bölgesindeki NTE cevherleşmesi ise lantan, seryum, parasemedyum, neodimyum, itriyum ile birlikte toryum elementlerini içeriyor.”